Лес – величайшее скопление органического вещества. В принципе здесь все годится в пищу. Огромные деревья, не говоря уже о кустарниках или маленькой травке, от кончиков корней и до вершин, до самой макушки съедобны. И тем не менее даже лесные вегетарианцы, питающиеся, казалось бы, самой доступной пищей, нередко оказываются в таком состоянии, когда «хоть видит око, да зуб неймет». Важно подчеркнуть, что оно характерно не только для таких ситуаций, как описанная Крыловым в басне «Лисица и виноград». Иногда «зуб неймет» в самом прямом смысле. Подавляющее большинство животных, прежде чем «сесть обедать», обрабатывают пищу, расчленяя ее на порции, чтобы она не застревала в глотке. Для этого лесным обитателям нужны острые «зубы» и достаточно сильные челюсти, что в равной мере относится и к растительноядным существам и к хищникам.
Безусловно, и среди лесных обитателей немало животных, глотающих свой обед целиком, в том числе питающихся детритом, остатками разложившихся растений и животных вместе с находящимися здесь же микроскопическими грибами и бактериями. Термин происходит от латинского слова detritus – истертый. В англоязычных странах этим словом называют и скапливающийся на дне водоемов ил и гумус, органическое вещество почвы, или, попросту говоря, перегной.
Большинству животных пищу приходится измельчать, прибегая к специальным приспособлениям. Это не обязательно зубы, вот почему это слово выше было взято в кавычки. Настоящими зубами наделены главным образом позвоночные животные, а остальные вынуждены использовать различные аналоги. У растительноядных существ они предназначены, чтобы грызть, отделяя малые порции от целого «пирога», измельчать отхваченные куски или соскабливать с «ватрушки» сладкую начинку. Хищники зубами удерживают добычу, разрывают ее на части, разгрызают кости или раздавливают панцири черепах, твердую хитиновую оболочку насекомых. Вот почему зубы, не воспринимаемые людьми как жизненно важные органы тела, на самом деле однозначно определяют продолжительность жизни четвероногих. От их состояния зависит судьба большинства животных.
Жизнь слонов лимитируется состоянием их зубов, так как на воле они питаются растительным, подчас довольно жестким кормом, который, чтобы был какой-нибудь прок, перед тем как проглотить, тщательно перетирается мощными коренными зубами. У слона всего две пары действующих зубов: одна в верхней, другая – в нижней челюсти. Кроме того, в каждой челюсти есть по пять пар зубных зачатков. Когда наличные зубы снашиваются, они выпадают, а на смену вырастают новые, пока не износится шестая, последняя пара зубов. Тогда питание слона начинает постепенно ухудшаться, что и приводит его к гибели.
Млекопитающие оснащены тремя типами зубов. Каждый выполняет специфические функции. Если у животных строго специализированный тип питания, это в первую очередь проявляется в характере его зубов. В самой передней части обеих челюстей находятся резцы. Они особенно важны для растительноядных животных. Именно ими откусывают, отрезают или отгрызают куски пищи. Наибольшим совершенством этот аппарат обладает у грызунов. У бобров, относительно небольших животных, меньшая, видимая часть верхних резцов достигает 2– 2,5, а нижних 3,5–4 сантиметров. Остальное скрыто десной.
Резцы грызунов состоят почти из одного дентина – особой разновидности костной ткани и только спереди покрыты слоем эмали. Дентин – вещество более податливое, чем эмаль, и поэтому стирается значительно быстрее. Несмотря на значительную нагрузку или, точнее, благодаря ей, зубы от работы не тупятся, а, наоборот, затачиваются. В результате устойчивости эмали и быстрого снашивания находящегося сзади дентина они приобретают форму остро заточенного долота.
Резцы растут всю жизнь примерно с такой же скоростью, как и стачиваются. У серой крысы за месяц резцы вырастают на 3 сантиметра, поэтому стачивание для них совершенно необходимо, иначе может произойти трагедия. Увеличиваясь с такой скоростью, зубы к концу жизни могли бы достичь метровой длины. Чтобы этого не произошло, они подравниваются, правятся, а если нужно, стачиваются, когда трутся друг о друга. Обычно это происходит во сне.
Клыков у грызунов и у большинства жвачных нет, зато коренные зубы развиты отлично. Они имеют широкую жевательную поверхность, покрытую рядами тупых бугорков. Резцами грызуны откусывают порции пищи, а коренными измельчают ее до необходимой величины. Старательно работая своими четырьмя долотами, снимая ими характерную толстую стружку, бобр всего за пять минут валит осинку толщиной 10–12 сантиметров. Между резцами и коренными у грызунов большой беззубый промежуток, как бы разделяющий полость рта на два отдела, что создает большие удобства для работы передних зубов, которым ничто не мешает.
Клыки, а часто и резцы типично травоядным животным, в непосредственном значении этого слова, при потреблении пищи не нужны. У некоторых оленей клыки нижней челюсти приобрели вид резцов и помогают им щипать траву. Зато в верхней челюсти нет ни тех, ни других. Их заменяет роговой нарост. Частокол зубов нижней челюсти прижимает к нему захваченную траву или молодые древесные побеги иотрывает их. Еще лучше вооружены быки. У них в нижней челюсти целый «забор» из восьми резцеобразных зубов. Нет резцов в верхней челюсти бегемотов, а в нижней их всего два, зато гигантского размера. У этих животных, как и у других млекопитающих, большая нагрузка ложится на коренные зубы, и они всегда в наличии, хотя по сравнению с резцами и клыками могут показаться мелкими.
Хищники обычно пользуются всеми зубами. У волка их 42, из них 12 резцов, 4 клыка и 26 коренных. Самые главные – клыки. Они помогают схватить, удержать и убить добычу. У крупных хищников потеря одного клыка делает охоту неэффективной. Хищники пищу не пережевывают, а коренные зубы используют для перекусывания и расчленения (раздирания) добычи. У насекомоядных зубы дифференцированы слабо, так как их основная добыча – беспозвоночные – имеет нежные ткани, а твердую хитиновую оболочку, если она есть, нетрудно раздавить.
У некоторых животных с зубами настолько плохо, что это нашло отражение в их названии. Я имею в виду отряд неполнозубых, к которым относятся муравьеды, ленивцы и броненосцы. Это, несомненно, связано с особенностями их рациона. У муравьедов зубов нет вообще. Поедая мелких насекомых, они легко обходятся без них. У ленивцев нет ни резцов, ни клыков. Листья они срывают жесткими, покрытыми ороговевшей кожей губами, а разжевывают коренными зубами.
У броненосцев, питающихся муравьями и термитами, тоже нет ни резцов, ни клыков, так что они явно неполнозубы, хотя общее число зубов – внушительно. Оно колеблется для разных видов от 28 до 100 – рекорд для млекопитающих. Зубы этих животных имеют примитивное строение и выглядят более или менее одинаково. На них нет эмали, только один непрочный дентин, зато они растут всю жизнь.
Полностью отсутствуют зубы у панголинов, или ящеров, тоже живущих за счет термитов и муравьев. Нет резцов и клыков у трубкозубых, придерживающихся аналогичного меню, только коренные, да и те имеют вид трубочек из дентина и растут всю жизнь. Нет клыков у слонов, а резцов только два и оба в верхней челюсти. Мы их называем бивнями. Они используются для обороны, для выкапывания из земли луковиц и клубней. А передняя беззубая половина рта создает возможность для уникального способа общения. Слонята и молодые слоны засовывают хобот в рот своим старшим родственникам, чтобы приласкаться к ним, выразить свое почтение, а заодно выяснить, чем они отобедали.
У насекомых ротовой аппарат образован тремя парами придатков. Он построен из того же материала, что и кутикула – твердая оболочка тела. Верхние челюсти, или жвалы, представляют собою монолитные пластинки. У грызущих насекомых широкая поверхность их вершин зазубрена. Ею хорошо грызть, отделять кусочки от твердых частей растений. Основание жвал тоже широкое и покрыто твердыми бугорками. Этот отдел служит для измельчения, перетирания пищи. Таким образом, имеется полная аналогия с резцами и коренными зубами млекопитающих. У хищных жвалы серповидно изогнуты и заканчиваются остриями. Они заменяют насекомым клыки.
Нижние челюсти грызущих насекомых состоят из нескольких члеников. Сходно устроена нижняя губа, сросшаяся из двух половинок. У некоторых хищных насекомых она выполняет хватательную функцию. Иногда это устройство дополнено верхней губой. В соответствии с характером потребляемой пищи ротовой аппарат может быть преобразован в приспособление для перекачки жидкости, например, нектара. Насосом оснащены бабочки. Если пищей являются соки растений и животных, шланг дополнен «консервным ножом», спрятанными в специальный футляр и способными выдвигаться острыми щетинками, позволяющими «вскрывать» наружные оболочки и добираться до тканевых жидкостей и крови.
На дне глотки моллюсков, которую правильнее было бы назвать ротовой полостью, находится особый выступ с хрящевым скелетом внутри. Этот орган, названный радулой, усеян рядами мелких зубчиков. С помощью специальной мускулатуры радула перемещается вперед или назад, действуя как терка. При необходимости она может немного выдвигаться из ротовой полости. Это позволяет терке превращать сочные плоды или зеленые части растения в кашицу, которая затем легко усваивается в кишечнике.
Птицы – единственный, полностью отказавшийся от зубов класс позвоночных. Их отчасти заменяет клюв. Он дает возможность хищникам расчленять добычу, а растительноядным вышелушивать семена из шишек и колосьев, освобождать орехи от скорлупы, а семена от различных оболочек и дробить зерна.
Отсутствие зубов вынуждает птиц проглатывать насекомых вместе с их хитиновыми панцирями, а мясо прямо с костями, перьями и мехом. Большое количество балластных материалов могло бы постоянно угрожать кишечной непроходимостью и затруднять переваривание пищи. Пернатые от неудобоваримых веществ освобождаются двумя путями. Крупные они выбрасывают через рот в виде погадок – коротких колбасок слегка спрессованных пищевых отбросов, а от остального избавляются обычным путем.
Иногда зубы расположены совсем не там, где мы привыкли их видеть. У африканских яичных змей роль зубов выполняют поперечные отростки шейных позвонков, направленные вперед. Их острые кончики выглядывают в просвет широкой части пищевода и просто распиливают яйцо. Содержимое яйца поступает в следующий суженный отдел пищевода и оттуда в желудок, а опустевшая скорлупа, собранная в комок и отжатая сильными сокращениями мускулатуры, чтобы не засорять желудок, выплевывается. Аналогичным устройством снабжен пищевод живущего на юге Дальнего Востока амурского полоза.
Термитоядные узкороты напоминают яичных змей. Эти малютки длиной от 10 до 37 сантиметров и толщиной от вязальной спицы до обычного карандаша – уникальное явление среди змей. Необычна их узкая специализация и манера расправляться с добычей. Вместо того чтобы глотать ее целиком, как все рептилии, маленькие гурманы выжимают во рту брюшко термита и проглатывают лишь его жидкое содержимое, а голову, грудной отдел со всеми лапками и хитиновую оболочку задней половины тела выплевывают.
Острые, тонкие, загнутые назад зубы змей, если их хозяйка не владеет ядовитыми железами, не способны ни убить, ни разжевать добычу. Они годятся лишь на то, чтобы ее удержать. Мелкую дичь змеи заглатывают живьем, крупную убивают с помощью яда, а удавы и питоны душат. Яды – особая тема. Здесь мы ее подробно касаться не будем. А о питонах хочется сказать, что они умеют действовать молниеносно и настолько виртуозно владеют своим телом, его мощной мускулатурой, что способны задавить одновременно нескольких животных.
Однако глотать их приходится целиком, какими бы большими они ни были. Жертва питона бывает в несколько раз толще хищника. Протиснуться в глотку, а затем в желудок такой «кусочек» может только благодаря тому, что у них растяжимые ткани, нет конечностей, следовательно, отсутствует плечевой пояс, костное кольцо, ограничивающее вход в полость тела сухопутных позвоночных, и вследствие особой конструкции челюстей.
У змей надежный череп, иначе добыча могла бы продавить его основание и повредить содержимое. Он образован прочно скрепленными костями, а лицевые кости соединены подвижно. Нижняя челюсть подвешена к черепу на легко растяжимых связках. Она состоит из двух самостоятельных челюстных костей, соединенных на подбородке эластичной связкой. Это позволяет ротовой полости растягиваться до невероятных размеров. Продвижению пищи помогает способность каждой из половинок нижней челюсти двигаться самостоятельно вне зависимости от положения другой. Только эти приспособления дают возможность змее проглотить свою жертву.
Процесс поглощения пищи долог и труден. Набив полный рот и заткнув добычей свою глотку, змея могла бы задохнуться. Чтобы этого не произошло, у них есть специальное приспособление. Во время заглатывания пищи их гортань выдвигается за пределы нижней челюсти. Благодаря этому воздух свободно поступает в легкие по армированной хрящами трахее.
Вегетарианская пища, проглоченная целиком, перерабатывается с большим трудом. Если отдать ее переваривание на откуп одним пищеварительным сокам, результатов придется ожидать бесконечно долго. Поэтому животные, которых природа обделила зубами, стремятся чем-то их заменить, обзавестись «зубными протезами». У птиц пища размельчается с помощью камешков. Их приходится специально разыскивать и глотать. Интересно, что пернатые глотают не всякие камешки, а только самые твердые. В толстостенном мускульном желудке, обладающем значительной силой, зерна легко перетираются, как в жерновах. Очень хорошо, что нельзя сунуть палец в желудок живой курицы. Это вряд ли доставило бы удовольствие, давление, создаваемое в нем, велико. У павлина оно достигает 32 килограммов на квадратный сантиметр!
К «протезам» приходится прибегать и четвероногим. У панголинов желудок имеет внутреннюю жесткую оболочку из ороговевшего эпителия, а выступающая в его полость складка оснащена чуть ли не настоящими зубами, выполненными из того же материала. Кроме того, животные заглатывают камешки. Эти приспособления позволяют раздавить наружные покровы насекомых и отжать их содержимое, что гораздо выгоднее, чем ждать, когда кутикула переварится и все годное к употреблению из нее вытечет.
В подготовительном цехе, наряду с механическим отделом, у всех сухопутных животных есть химический участок – большие и малые слюнные железы. Слюна выполняет много важных функций, но, видимо, главная – смочить пищевой комок, без чего его трудно протолкнуть в пищевод. Это в полной мере относится к тем животным, которые глотают пищу целиком. Разве су-мела бы змея проглотить птичье яйцо в 3–5 раз толще ее тела или крысу, не смочив их обильно слюной?
Слюна содержит вещества, способные оказать на пищу химическое воздействие. Развивая эти качества, природа придала слюне и слегка ядовитые свойства. Для животных эта ее способность оказалась совсем не лишней. Во влажной оболочке рта, на остатках пищи, застревающих между зубами, норовит поселиться множество микроорганизмов, большинство которых вредны для организма. Против них и направлены слюнные яды.
У змей производство ядов поставлено на широкую ногу. Претерпели реконструкцию и сами железы: их протоки открываются уже не в полость рта, а вливаются в канал, проходящий внутри зуба. Яд выделяется только во время укуса при надавливании на специальный резервуар, расположенный у основания зуба, и весь целиком попадает в рану. Для существ, лишенных конечностей, химическое оружие имеет чрезвычайно важное значение, облегчающее им охоту.
